211service.com
Robot znajduje swoją drogę za pomocą sztucznych komórek mózgowych GPS
Zachowanie i wzajemne oddziaływanie dwóch typów neuronów w mózgu pomaga dać ludziom i innym zwierzętom niesamowitą zdolność nawigacji poprzez budowanie mentalnej mapy ich otoczenia. Teraz jeden robot otrzymał podobny zestaw wirtualnych komórek, aby pomóc mu znaleźć własną drogę.
Naukowcy z Singapuru przeprowadzili symulację dwóch typów komórek, o których wiadomo, że są wykorzystywane do nawigacji w mózgu – tak zwanych komórek miejscowych i siatkowych – i wykazali, że mogą umożliwić poruszanie się robotowi na małych kołach. Zamiast symulować komórki fizycznie, stworzyli prosty dwuwymiarowy model komórek w oprogramowaniu. Pracami kierował Haizhou Li , profesor w Agencji Nauki, Technologii i Badań Naukowych ( GWIAZDA ).
Sztuczne komórki siatki mogą zapewnić adaptacyjny i niezawodny system mapowania i nawigacji, napisał Li w e-mailu, którego współautorem był Huajin Tang oraz Yuan Miaolong , dwóch naukowców z A*STAR, którzy są współautorami artykułu na temat tej pracy. Ludzie i zwierzęta mają instynktowną zdolność do swobodnego i celowego poruszania się w środowisku raczej bez wysiłku.
Praca jest istotna, ponieważ pokazuje możliwość naśladowania przez maszyny bardziej złożonej aktywności w mózgu. Robotycy coraz częściej wykorzystują sztuczne sieci neuronowe do trenowania robotów do wykonywania zadań, takich jak rozpoznawanie i chwytanie obiektów, ale sieci te nie odzwierciedlają wiernie złożoności i subtelności prawdziwego biologicznego mózgu.
Sieci neuronowe są w rzeczywistości bardzo luźno inspirowane przez mózg, mówi Oren Etzioni , CEO Allen Institute for Artificial Intelligence w Seattle. Są to rozproszone elementy obliczeniowe, ale są bardzo proste w porównaniu z neuronami; połączenia są niezwykle proste w porównaniu z synapsą. Mówi, że to nowe rozwiązanie, które czerpie inspirację z mózgu, wydaje się dobrą pracą.
Komórki miejsca zostały po raz pierwszy zidentyfikowane w latach 70. XX wieku przez Johna O’Keefe, który odkrył, że strzelają, gdy mysz przechodzi przez to samo miejsce na obszarze. Komórki siatkowe, wskazane w innej części mózgu przez May-Britt i Edvarda Mosera w 2005 roku, aktywują się, gdy zwierzę dociera do dowolnego miejsca na trójkątnej siatce punktów, zapewniając w ten sposób bardziej szczegółowe wyczucie położenia w przestrzeni.
Uważa się, że wraz z innymi typami komórek oraz poprzez przetwarzanie informacji sensorycznych, komórki siatki i miejsca dają zwierzętom wrodzone poczucie otaczającego ich świata i ich położenia w nim. Odkrycie tych komórek przyniosło trzem naukowcom Nagrodę Nobla w medycynie w 2014 roku (patrz Nobel za kod lokalizacji mózgu).
Naukowcy z Singapuru przetestowali to podejście na robocie wypuszczonym na wolność w przestrzeni biurowej o powierzchni 35 metrów kwadratowych. Polecili robotowi wędrować po przestrzeni biurowej i sprawdzili, czy jego sztuczne miejsce i komórki siatki działają w sposób porównywalny do ich biologicznych odpowiedników.
System nawigacji nie jest jeszcze tak dobry jak konwencjonalny, a naukowcy twierdzą, że muszą lepiej zrozumieć sposób funkcjonowania komórek biologicznych, aby go ulepszyć. Sugerują jednak, że może oferować przewagę nad konwencjonalnymi systemami, które mogą być mylone na przykład przez zmiany w środowisku.
Li ma nadzieję, że oprócz zapewnienia wydajniejszego i bardziej niezawodnego sposobu poruszania się maszyn, prace te pomogą neurologom zrozumieć funkcjonowanie systemu nawigacji w mózgu. Naukowcy piszą, że zapewni to rozwiązanie umożliwiające przewidywanie aktywności neuronalnej za pomocą robotów mobilnych przed przeprowadzeniem eksperymentów na szczurach.
Naukowcy zajmujący się sztuczną inteligencją coraz częściej badają mózg w poszukiwaniu sposobów udoskonalenia nowoczesnych podejść do uczenia maszynowego. Jednak Etzioni z Instytutu Allena zauważa, że złożoność narządu utrudnia prowadzenie badań neurologicznych. Dlatego ta praca jest ekscytująca, mówi.